55) Кровь. Химический состав крови. Физико-химичечкие свойства крови

Кровь - это жидкая ткань, циркулирующая по сосудам, осуществляющая транспорт различных веществ в пределах организма и обеспечивающая питание и обмен ве­ществ всех клеток тела. Красный цвет крови придает гемоглобин, содер­жащийся в эритроцитах

Кровь, лимфа, тканевая жидкость составляют внутреннюю среду организма. Они имеют относительно постоянный состав и физико-химические свойства, обеспечивает гомеостаз организма.

Около 60% крови составляет плазма - жидкая ее часть. Эритроциты, лейкоциты и тромбоциты - составляют 40%

Эритроциты (красные кровяные тельца) - основная масса элементов крови, которая определяет ее цвет.

Лейкоциты Клетки крови, не имеющие цвета

физико-химические свойства: цвет, относительная плотность, вязкость, осмотическое и онкотическое давление, коллоидная стабильность, суспензи­онная устойчивость, рН, температура.

Цвет крови. Определяется наличием в эритроцитах соединений гемо­глобина. Артериальная кровь имеет ярко-красную окраску, что зависит от содержания в ней оксигемоглобина. Венозная кровь темно-красная с синева­тым оттенком, что объясняется наличием в ней не только окисленного, но и восстановленного гемоглобина и карбогемоглобнна. Чем активнее орган и чем больше отдал кислорода тканям гемоглобин, тем более темной выглядит

венозная кровь.

Относительная плотность крови колеблется от 1050 до 1060г/л и за­висит от количества эритроцитов, содержания в них гемоглобина, состава плазмы. У мужчин за счет большего числа эритроцитов этот показатель вы­ше, чем у женщин. Относительная плотность плазмы равна 1025-1034 г/л,

эритроцитов -1090 г/л.

Вязкость крови - это способность оказывать сопротивление течению жидкости при перемещениях одних частиц относительно других за счет внутреннего трения. В связи с этим, вязкость крови - это сложный эффект взаимоотношений между водой и макромолекулами коллоидов с одной сто­роны, плазмой и форменными элементами - с другой. Поэтому вязкость плазмы в 1,7-2,2 раза, а крови - в 4-5 раз выше, чем воды. Чем больше в плазме крупномолекулярных белков ( фибриногена), липопротеинов, тем ее вязкость больше. Вязкость крови возрастает при увеличении гематокритного числа. Повышению вязкости способствует снижение суспензионных свойств крови, когда эритроциты начинают образовывать агрегаты. При этом отме­чается положительная обратная связь - повышение вязкости, в свою очередь, усиливает агрегацию эритроцитов. Поскольку кровь - неоднородная среда и относится к неньютоновским жидкостям, для которых свойственна структур­ная вязкость, постольку снижение давления потока, например, артериально­го, увеличивает вязкость крови, а при повышении давления крови из-за раз­рушения ее структурированности вязкость падает.

Вязкость крови зависит от диаметра капилляров. При его уменьшении менее 150 мк вязкость крови начинает снижаться, что облегчает ее движение в капиллярах. Механизм этого эффекта связан с образованием пристеночного слоя плазмы, вязкость которого ниже, чем у цельной крови, и миграцией эритроцитов в осевой ток. С уменьшением диаметра сосудов толщина при­стеночного слоя не меняется. Эритроцитов в движущейся по узким сосудам крови становится по отношению к слою плазмы меньше, т.к. часть из них за­держивается при вхождении крови в узкие сосуды, а находящиеся в своем токе эритроциты двигаются быстрее и время их пребывания в узком сосуде уменьшается.

Вязкость венозной крови больше, чем артериальной, что обусловлено поступлением в эритроциты углекислого газа и воды, благодаря чему их раз­мер незначительно увеличивается. Вязкость крови возрастает при раздепони-ровании крови, т.к. в депо содержание эритроцитов выше. Повышается вяз­кость плазмы и крови при обильном белковом питании.

Вязкость крови влияет на периферическое сосудистое сопротивление, прямо пропорционально повышая его, а значит, и давление крови.

Осмотическое давление крови - это сила, которая заставляет перехо­дить растворитель (вода для крови) через полупроницаемую мембрану из ме­нее в более концентрированный раствор. Оно определяется криоскопически (по температуре замерзания). У человека кровь замерзает при температуре ниже О на 0,56-0,58° С. При такой температуре замерзает раствор с осмоти­ческим давлением 7,6 атм, а значит - это показатель осмотического давления крови. Осмотическое давление крови зависит от числа молекул растворенных в ней веществ. При этом свыше 60 % от его величины создается NaCl, а всего на долю неорганических веществ приходится до 96%. Осмотическое давле­ние крови, лимфы, тканевой жидкости, тканей приблизительно одинаково и является одной из жестких гомеостатическнх констант (возможные колеба­ния 7,3-8 атм). Даже в случаях поступления излишних количеств воды или соли,-осмотическое давление не претерпевает изменений. При избыточном поступлении в кровь вода быстро выводится почками и переходит в ткани и клетки, что восстанавливает исходную величину осмотического давления. Если же в крови повышается концентрация солей, то в сосудистое русло пе­реходит вода из тканевой жидкости, а почки начинают усиленно выводить соли.

Любой раствор, имеющий осмотическое давление, равное таковой плазмы, называется изотоническим. Соответственно раствор с более высо­ким осмотическим давлением называют гипертоническим, а с более низким -гипотоническим. Поэтому, если тканевая жидкость будет гипертонической, то вода будет поступать в нее из крови и из клеток, напротив, при гипотони­ческой внеклеточной среде вода переходит из нее в клетки и кровь.

Аналогичную реакцию можно наблюдать со стороны эритроцитов крови при изменении осмотического давления плазмы: при её пшертонично-сти эритроциты, отдавая воду, сморщиваются, а при гилотоничности набухают и даже лопаются. Последнее используется в практике для определения осмотической резистентности эритроцитов. Так, изотоничными к плазме крови являются: 0,85-0,9% раствор NaCl, 1,1% раствор КС1, 1,3% раствор НаНСОз, 5,5% раствор глюкозы и др. Помещенные в эти растворы эритроци­ты не изменяют формы. В резко гипотонических растворах и особенно дис­тиллированной воде эритроциты набухают и лопаются. Разрушение эритро­цитов в гипотонических растворах - осмотический гемолиз. Если пригото­вить ряд растворов NaCl с постепенно уменьшающейся концентрацией и по­мещать в них взвесь эритроцитов, то можно найти ту концентрацию гипото­нического раствора, в котором начинается гемолиз и разрушаются лишь еди­ничные эритроциты. Эта концентрация NaCl характеризует минимальную ос­мотическую резистентность эритроцитов, которая у здорового человека находится в пределах 0,42-0,48 (% раствор NaCl). В более гипотонических растворах все большее число эритроцитов гемолизируется и та концентрация NaCl, при которой все красные тельца будут лизированы, называется макси­мальной осмотической резистентностью. У здорового человека она колеб­лется от 0,34 до 0,30 (% раствор NaCl). При некоторых гемолитических ане­миях границы минимальной и максимальной стойкости смещаются в сторону повышения концентрации гипотонического раствора.

Онкотическое давление - часть осмотического давления, создаваемое белками в коллоидном растворе, поэтому его еще называют коллоидно-осмотическим. Ввиду того, что белки плазмы крови плохо переходят через стенки капилляров в тканевую микросреду, создаваемое ими онкотическое давление удерживает воду в крови. Онкотическое давление в крови выше, чем в тканевой жидкости. Кроме плохой проницаемости барьеров для белков, меньшая их концентрация в тканевой жидкости связана с вымыванием бел­ков из внеклеточной среды током лимфы. Онкотическое давление плазмы крови составляет в среднем 25-30 мм рт.ст., а тканевой жидкости - 4-5 мм рт.ст. Поскольку из белков в плазме больше всего содержится альбуминов, а их молекула меньше других белков, а молярная концентрация выше, то онко­тическое давление плазмы создается преимущественно альбуминами. Сни­жение их содержания в плазме ведет к потере воды плазмой и отеку тканей, а увеличение - к задержке воды в крови. В целом онкотическое давление влия­ет на образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды в ки­шечнике.

Коллоидная стабильность плазмы крови обусловлена характером гидратации белков, наличием на их поверхности двойного электрического слоя ионов, создающего поверхностный фи-потенциал. Частью этого потен­циала является электро-кинетический (дзета) потенциал - это потенциал на границе между коллоидной частицей, способной к движению в электриче­ском поле, и окружающей жидкостью, т.е. потенциал поверхности скольже­ния частицы в коллоидном растворе. Наличие дзета-потенциала на границах скольжения всех дисперсных частиц формирует на них одноименные заряды и электростатические силы отталкивания, что обеспечивает устойчивость

коллоидного раствора и препятствует агрегации. Чем выше абсолютное зна­чение этого потенциала, тем больше силы отталкивания белковых частиц друг от друга. Таким образом, дзета-потенциал является мерой устойчивости коллоидного раствора. Величина его существенно выше у альбуминов, чем у других белков. Поскольку альбуминов в плазме значительно больше, то кол­лоидная стабильность плазмы крови преимущественно определяется этими белками, которые обеспечивают коллоидную устойчивость не только других белков, но и углеводов и липидов.

Суспензионная устойчивость крови связана с коллоидной стабильно­стью белков плазмы. Кровь представляет собой суспензию, или взвесь, т.к. форменные элементы находятся в ней во взвешенном состоянии. Взвесь эритроцитов в плазме поддерживается гидрофильной природой их поверхно­сти, а также тем, что эритроциты (как и другие форменные элементы) несут отрицательный заряд, благодаря чему отталкиваются друг от друга. Если от­рицательный заряд форменных элементов уменьшается, например, в при­сутствии нестабильных в коллоидном растворе и с меньшим дзета-потенциалом белков (фибриногена, гамма-глобулинов, парапротеина), несу­щих положительный заряд, то снижаются силы электрического отталкивания и эритроциты склеиваются, образуя «монетные» столбики. В присутствии этих белков суспензионная устойчивость уменьшается. В присутствии же альбуминов суспензионная способность крови увеличивается. Суспензион­ная стабильность эритроцитов оценивается по скорости оседания эритро­цитов (СОЭ) в неподвижном объеме крови. Суть метода заключается в оцен­ке (в мм/час) отстоявшейся плазмы в пробирке с кровью, в которую предва­рительно добавляется цитрат натрия для предотвращения ее свертывания. Величина СОЭ зависит от пола. У женщин - 2-15 мм/ч, у мужчин - 1-10 мм/ч. Изменяется этот показатель и с возрастом. Наибольшее влияние на СОЭ оказывает фибриноген: при увеличении его концентрации более 4 г/л ока повышается. СОЭ резко увеличивается во время беременности за счет значительного повышения в плазме уровня фибриногена, при эритропении, снижении вязкости крови и содержания альбуминов, а также при увеличе­нии в плазме глобулинов. Воспалительные, инфекционные и онкологические заболевания, а так же анемии сопровождаются увеличением этого показате­ля. Уменьшение СОЭ типично для эритремии, а также для язвы желудка, острого вирусного гепатита, кахексии.

Концентрация водородных ионов и регуляция рН крови. В норме рН артериальной крови - 7,37-7,43 в среднем 7,4 (40 нмоль/л), венозной -7,35 (44 нмоль/л), т.е. реакция крови слабощелочная. В клетках и тканях рН достигает 7,2 и даже 7,0, что зависит от интенсивности образования «кис­лых» продуктов метаболизма. Крайние пределы колебаний рН крови, со­вместимые с жизнью, - 7,0-7,8 (16-100 нмоль/л).

В процессе обмена веществ ткани выделяют в тканевую жидкость, а следовательно, и в кровь «кислые» продукты метаболизма (молочную, угольную кислоты), что должно привести к сдвигу рН в кислую сторону. Реакция же крови практически не изменяется, что объясняется наличием бу­ферных систем крови, а также работой почек, легких, печени.